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日本东丽开发中空多孔碳纤维新应用

  2021年 4月15日,日本东丽株式会社(Toray)官网消息称,该公司成功开发出具有双层结构的新型CO2分离膜。新产品以中空多孔碳纤维为支撑,表面覆有薄薄一层碳膜分离层。

新产品具有极佳的CO2分离能力,且经久耐用,比传统的无机分离膜更适合紧凑型分离装置的制备。Toray表示将对该产品进行深入研究,以开发其在公用基础设施中的应用技术。

CO2分离技术对于实现碳循环经济至关重要。该技术通常需要使用吸收和吸附装置,要消耗极高的能量。这一情况有力推动了业界对节能分离技术的研发。

分离层含有大量尺寸小于1纳米的孔结构,表现出良好的气体渗透性。同时,因为分离层很薄,抗压性能较差,因此支撑层是十分必要的。常规无机支撑层材料硬且脆,尺寸缩小受限,无法实现分离装置的紧凑化、模块化和小型化。

Toray曾于2019年开发出拥有连续孔洞结构的多孔碳纤维,将这种纤维做成中空结构,用作气体分离膜的支撑层,能够提供出众的气体渗透性、耐化学性和耐热性。

此次,Toray开发的新型CO2分离膜采用直径小于300微米的中空多孔碳纤维为支撑层,表面均匀覆盖几微米厚的碳膜分离层。

新产品的支撑层和分离层相互独立,兼具优异的CO2分离能力和耐用性。新型分离膜软且薄,可以像普通纤维一样连续生产。数据显示,相同体积条件下,新产品的CO2渗透率比常规无机分离膜高5倍。

新产品的潜在应用领域是天然气和沼气的净化。同时,根据分离气体的不同,换用不同的气体分离层,该技术还可被用于氢气的制备与净化、CO2废气分离和其他气体分离等应用。

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